El proceso es reversible si
¿Significa eso que la caída en el vacío es un proceso reversible o irreversible? Por favor, explique, incluso si es un proceso reversible, ¿cómo puede el cuerpo que cae volver al estado inicial a través de los mismos estados intermedios que antes?
La palabra "reversible" tiene (al menos) dos significados diferentes en física. Hay que distinguir entre reversibilidad temporal y reversibilidad termodinámica .
Como muestran los ejemplos de la órbita y la montaña rusa sin fricción en los comentarios, la caída en el vacío es reversible en el tiempo. Podemos recorrer un bucle cerrado en el espacio de fase (en el espacio real volvemos a la misma posición con el mismo impulso) sin aporte de energía externa. Por lo tanto, si invertimos nuestro vector de momento, hemos demostrado la reversibilidad temporal: la versión "hacia atrás" de nuestra trayectoria también es físicamente factible.
La reversibilidad termodinámica -que es a la que se refiere la definición que citas- es diferente. Un proceso termodinámicamente reversible debe pasar por una serie de estados de equilibrio que tienen efectos infinitesimales en en el entorno circundante. Por lo tanto, un verdadero proceso termodinámicamente reversible tardaría una cantidad infinita de tiempo. Se trata de una abstracción teórica que resulta útil en los experimentos mentales, pero que no es físicamente realizable.
Una nave espacial o un satélite que orbita en el vacío no es termodinámicamente reversible porque provoca cambios pequeños pero finitos en la posición y el momento del cuerpo primario. Maniobras de asistencia por gravedad explotar esta no reversibilidad para intercambiar energía entre una nave espacial y un planeta. La órbita de la Luna no es termodinámicamente reversible porque se aleja progresivamente de la Tierra debido a las fuerzas de marea, que disipan energía.
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